[함께 읽는 과학도서] 천천히 곱씹으며 느리게 읽기 <지구의 짧은 역사> 2부

아이스라테님의 대화: 동물지구와 초록지구... 벚꽃이 지고나니 초록이 순식간에 올라오는게 하루가 다르게 느껴지는데 집 근처 산책로에 나가보면 풋풋한 신록과 함께 열심히 운동하는 사람들, 그리고 까치와 비둘기들, 심지어는 (요새 번식기인지) 바닥을 기어다니는 노래기까지 모두 열심히 사는것 같아서 별것도 아닌것 같은 모습에 감동을 느끼기도 합니다. 지구라는 존재는 정말 특별하다는 생각이 들어요.

ifrain님의 대화: 오늘 찍은 하얀색 꽃들이에요. 흰색 튤립도 참 이쁘네요. :) 첫번째와 두번째 사진은 백당나무인데.. 주변의 이쁜 꽃은 암술과 수술이 없어서 열매를 맺지 못하는 가짜 꽃(장식꽃)이라고 해요. 곤충을 유혹하기 위해서 저렇게 둘러싸고 있는 것이고.. 안쪽에 작은 꽃들(사진상에는 아직 피지 않았음)이 실제로 수정을 하는 참꽃이고요.

ifrain님의 문장 수집: " 백목련 스물다섯, 스물네 살의 대학 동기 둘이 비슷한 시기에 죽었다. 버스 전복 사고와 군부대 사고로. 이듬해 이른봄 같은 학번 졸업생들이 십시일반으로 기금을 만들어, 문학 수업을 듣던 강의실이 내려다보이는 언덕에 어린 백목련 두 그루를 심었다. 여러 해 뒤 그 생명 - 재생 - 부활의 꽃나무들 아래를 지나다 그녀는 생각했다. 그때 왜 우리는 하필 백목련을 골랐을까. 흰 꽃은 생명과 연결되어 있는 걸까, 아니면 죽음과? 인도유럽어에서 텅 빔blank과 흰빛blanc, 검음black과 불꽃flame이 모두 같은 어원을 갖는다고 그녀는 읽었다. 어둠을 안고 타오르는 텅 빈 흰 불꽃들 - 그것이 삼월에 짧게 꽃피는 백목련 두 그루인 걸까? "

ifrain님의 문장 수집: " 1. 식물은 육상에서 어떤 형태로 진화했는가? 원시지구에서 엽록소를 가지고 광합성을 하여 산소를 공급했던 남세균을 비롯한 다양한 단세포 광합성 미생물들이 홍조류, 갈조류, 녹조류 등으로 진화하면서 대기 중에 많은 산소를 공급하여 선캠브리아대 말기에는 공기 중의 약 10%가 산소로 채워졌다. 이렇게 증가된 산소의 일부가 오존이 되고 대기 상층에 오존층을 형성하여 태양의 강한 자외선을 막아줌으로써 생물이 더 잘 살 수 있는 환경이 조성되었다. 그러나 물속에 살던 조류가 건조한 육상에서 살기 위해서는 수분 증발을 방지하고 체내의 수분을 유지하기 위한 보호막이 필요했다. 이를 위해 왁스 중합체로 구성되어 물 분자가 스며들지 못하게 하는 큐티클(cuticle)층이 발달했다. 이 큐티클층은 식물체의 표피를 덮어 식물체 내의 수분이 날아가지 않게 할 뿐 아니라 균의 침입이나 기체의 흐름도 제한한다. 그래서 육상 식물은 기체를 안으로 받아들이거나 밖으로 내보내기 위해서는 특수한 구멍을 열고 닫는다. 이 구멍은 기공(stoma, 복수형 stomata)이라고 하며, 그리스어로 '입'을 뜻한다. "

ifrain님의 문장 수집: " 이끼(선태)식물 초기 육상 식물 중 우리 주위에서 볼 수 있는 식물은 우물가나 습한 곳에서 자라는 우산이끼류(태류)와 솔이끼류(선류) 같은 이끼류(선태식물)이다. 이끼류는 헛뿌리를 발달시켜 식물체를 땅에 고정시키고 물을 흡수하며, 공기나 물에 포자를 퍼뜨려서 번식한다. 암과 수의 구별이 있는 배우자체일 때 정자를 만드는 주머니인 장정기에서 정자를 만들고, 난자를 만드는 주머니인 장난기에서 난자를 생산한다. 이때 배우자의 핵은 하나의 염색체 세트를 갖고 있어서 반수체(1N)이다. 정자(1N)가 물기를 타고 난자(1N)에게 헤엄쳐가 결합하여 접합자인 배(2N)를 만든다. 이 배가 성숙하면 포자체가 되어 포자낭(sporangium, 복수형 sporangia)을 만들고 포자낭에서 다시 포자를 방출한다. 이 포자는 큐티클보다 더 단단한 보호 물질로 둘러싸여 있어서 건조한 환경이나 자외선을 견뎌내며 생존하다가 생장에 적합한 습기 있는 장소에 닿으면 발아한다. 이들은 수정 과정에 필요한 물이 있는 곳에서만 살 수 있다. "

ifrain님의 문장 수집: " 1. 식물은 육상에서 어떤 형태로 진화했는가? 원시지구에서 엽록소를 가지고 광합성을 하여 산소를 공급했던 남세균을 비롯한 다양한 단세포 광합성 미생물들이 홍조류, 갈조류, 녹조류 등으로 진화하면서 대기 중에 많은 산소를 공급하여 선캠브리아대 말기에는 공기 중의 약 10%가 산소로 채워졌다. 이렇게 증가된 산소의 일부가 오존이 되고 대기 상층에 오존층을 형성하여 태양의 강한 자외선을 막아줌으로써 생물이 더 잘 살 수 있는 환경이 조성되었다. 그러나 물속에 살던 조류가 건조한 육상에서 살기 위해서는 수분 증발을 방지하고 체내의 수분을 유지하기 위한 보호막이 필요했다. 이를 위해 왁스 중합체로 구성되어 물 분자가 스며들지 못하게 하는 큐티클(cuticle)층이 발달했다. 이 큐티클층은 식물체의 표피를 덮어 식물체 내의 수분이 날아가지 않게 할 뿐 아니라 균의 침입이나 기체의 흐름도 제한한다. 그래서 육상 식물은 기체를 안으로 받아들이거나 밖으로 내보내기 위해서는 특수한 구멍을 열고 닫는다. 이 구멍은 기공(stoma, 복수형 stomata)이라고 하며, 그리스어로 '입'을 뜻한다. "

ifrain님의 문장 수집: " 양치식물 이끼류보다 조금 더 진화된 식물은 고생대 중기 실루리아기(약 4억3천3백~3억9천3백 년 전)에 강가에 살던 쿡소니아(Cooksonia)로 알려져 있다. 지금은 멸종된 원시적인 육상식물인 쿡소니아는 영국 웨일즈 지방에 화석으로 남아 있는데, 줄기에 유관속조직이 있으며, 비유관속 이끼류에서 유관속 식물로 진화하는 전이 형태를 갖는 작은 식물이었다. 또한 초기 육상 식물로 영국 스코틀랜드 라이니 지방에서 발견된 라이니 쳐트(Rhynie Chert) 지층에 화석으로 남아있는 라이니아(Rhynia)를 들 수 있다. 라이니아는 데본기(약 4억2천~3억2천 년 전)에 나타난 식물로, 줄기에 잎이 없으며 줄기가 둘로 갈라지고 갈라진 줄기 끝에 포자낭을 갖고 있는 단순한 형태의 작은 식물이었다. 이러한 식물들과 가장 비슷한, 현재 남아 있는 가장 원시적인 육상식물은 양치식물의 한 종류인 솔잎란이다. 현재의 작은 양치식물과 달리 고생대 데본기 중기 이후부터 석탄기에는 50m가 넘는 대형 양치식물들이 숲을 이루었고 이는 전 세계에 분포한 대규모 석탄층의 기원이 되었다. 우리나라의 경우는 이러한 대형 석송류(Lepidodendron sp.)와 대형 나무고사리(Pecopteris arborescens) 및 속새류(Annularia stellata)와 같은 화석 양치식물이 강원도 태백에 분포하고 있었다. 양치식물은 체내에 물을 수송시킬 수 있는 관다발(유관속, vascular bundle)을 발달시켰지만 번식은 이끼류와 마찬가지로 포자로 번식하며 물을 필요로 한다. 양치식물은 이끼류보다는 좀 덜 습한 곳에 자라지만 물이 있어야만 유성생식을 할 수 있어서 물가나 습한 환경, 또는 건조한 기후라도 우기가 흔한 지역에 산다. 양치식물에는 솔잎란류, 물솔류, 석송류, 속새류와 고사리류가 있다. "

ifrain님의 문장 수집: "천상에서 오는 생명의 에너지 요컨대 최초의 생명체는 식물이었으며, 이는 그럴 수밖에 없는 것이, 식물은 무기물에게서 영양을 섭취할 수 있지만, 동물은 전적으로 식물에 의존해서 살아야 하기 때문이다. 식물은 이산화탄소와 물처럼 어디에나 널려 있는 단순한 물질만 있으면 성장할 수 있는데, 이는 엽록소chlorophyll 덕분이다. 그리스어에서 녹색을 뜻하는 클로로스Chloros라는 어근에서도 드러나듯이, 이 녹색 색소는 때로 빨강이나 노랑 또는 파랑 등 다른 색소에 의해 가려지기도 하는데, 조류藻類에서 이러한 현상을 쉽게 찾을 수 있다. 이 색소는 세포의 세포질 속에 있는 엽록체라고 하는 달걀 모양의 세포 소기관에 붙어 있다. 낮 동안 빛을 받은 식물 세포가 물 또는 이산화탄소를 에워싼 다른 액체에서 유기 물질을 만들어내는 광합성 작용의 결과물은 단순하지만 그 과정은 매우 복잡하며, 아직도 상당 부분이 수수께끼 상태로 남아 있다. … 그러나 이처럼 화학 작용이 연속적으로 일어나려면 초기에 엄청난 양의 에너지가 필요하다. 광합성이라고 하는 엽록소의 기적은 바로 이 단계에서 일어난다. 이 용어는 그리스어에서 빛을 의미하는 포스phos 또는 포토스photos와, ‘합하다, 다르게 결합하다’는 뜻을 지닌 쉰테시스sunthesis가 결합된 용어이다. 광합성을 기적이라고 말하는 것은 오직 식물만이 태양 광선 그 자체를 에너지원으로 활용하는 놀라운 업적을 이룩할 수 있기 때문이다. 이는 바꿔 말하면, 태양만이 지구의 생명체를 가능하게 만든 유일하고 진정한 원동력이며, 이 사실은 이미 태곳적부터 숱한 신화나 종교에서 주장해온 바와 다르지 않다. 다시 말해서 생명의 에너지는 지상이 아닌 천상에서 온다는 말이다. 광합성 작용 덕택에 창조의 모든 기적이 이루어질 수 있다. 광합성 작용으로 말미암아 무기물을 유기물로, 무생물을 생물로, 비활성 물질을 생명체로 바꾸는 일이 가능하다. 그러므로 엽록소는 모든 생명체의 근원이다. "

ifrain님의 문장 수집: "식물에서 동물로 이처럼 장래의 무궁무진한 가능성을 지닌 조류는 두 가지 계통으로 발전되어갔다. 이 두 계통의 구분이 처음부터 명확했던 것은 아니고, 점차 구분되어갔다고 말하는 것이 좀더 정확하다. 이 두 계통은 다름 아닌 고등 식물과 동물이다. 오늘날에 식물과 동물은 너무도 명백하게 구분되지만, 처음부터 그랬던 것은 아니다. 누구나 다 알다시피 식물은 움직이지 못하고 자신이 자리잡은 그곳에서 필요한 모든 영양소를 얻어야 한다. 반면 동물은 먹이를 찾아 끊임없이 이동해야 하며, 그 먹이라는 것을 거슬러 올라가다 보면 궁극적으로 식물에 도달하게 된다. 왜냐하면 육식동물들의 먹이가 되는 초식동물들의 살과 근육은 결국 식물에게서 얻은 것이기 때문이다. 동물의 이동성은 근육 조직과 밀접하게 연결되어 있으며, 이는 경직된 세포 조직을 가진 식물에게서는 찾아볼 수 없다. 뿐만 아니라 근육 조직은 신경 체계의 지시가 있을 때에만 움직이는데, 식물은 이러한 신경 체계를 지니고 있지 않다. 식물도 신경 임펄스impulse(충격)에 비길 만한 전기파를 만들어내기는 하지만, 이를 즉각적으로 조직의 모든 부분에 전달해주는 신경 세포처럼 특별히 체계화된 전달 방식을 갖추지는 못했다. 식물에게 전위electric potential(전하가 갖는 위치 에너지-옮긴이)는 한 방향으로 집중된 것이 아니라 분산되어 있다. 이에 비해 동물의 경우에는 중앙으로 집중되어 있다는 특성을 지니고 있다. 동물에게서 집중 현상은 호흡(기관지와 폐), 순환(심장), 호르몬 분비와 영양 섭취 등 모든 기관에서 발견된다. 식물의 동화 작용은 세포 수준에서 이루어지며, 동물에서와는 달리 전문적이거나 집중적이지 않다. 이런 관점에서 보더라도 동물의 구조와 식물의 구조는 완전히 다르다. 근본적으로 동물은 두 끝점이 열린 소화관이라고 할 수 있다. 식물은 속이 꽉 채워져 있는 반면, 동물은 원초적인 물, 즉 바닷물만을 내부에 간직한 공백 상태를 이룬다. 이 짠맛 나는 액체, 다시 말해서 림프액과 혈액은 모든 기관을 감싸면서 이 기관들의 가장 은밀한 곳까지 파고 들어간다. "

ifrain님의 문장 수집: "진흙이 밀봉하는 바람에 굶주린 미생물의 공격을 받아서 분해되지 않은 채 보존되었다. 그 덕분에 우리는 고대 해부학 교과서의 그림처럼 펼쳐져 있는 일반적인 화석을 이루는 광물화한 뼈대만이 아니라, 광물화하지 않은 등딱지, 팔다리, 아가미, 소화관, 심지어 신경절까지 볼 수 있다. "

ifrain님의 문장 수집: " 그런데 한 가지 신기한 것은, 진보라고 생각되는 것이 사실은 퇴행에서 비롯된 것일 수도 있다는 점이다. 식물 상태에서 동물로 이행하는 과정은, 적어도 초창기에는, 새로운 기관의 생성보다는 기존 기관의 소멸로 인하여 가능했기 때문이다. 광합성 능력과 그에 다른 무기 영양 능력의 소멸은 동물로 하여금 식물을 잡아먹는 포식자의 지위를 갖게 했다. 식물이 지니고 있는 무성 생식력의 소실로 말미암아 동물은 한 가지 성만 갖게 되었고, 식물의 견고성을 보장해주는 셀룰로오스성 막의 손실 또한 동물의 이동성을 가능하게 했다.이런 현상에 비추어, 동물 세포는 원래 병들거나 비정상적인 식물 세포였다고 주장하는 사람들도 있다. 세포가 견고성을 상실함으로써, 동물은 이동할 수 있게 되었다. 바꿔 말하자면, 먹이를 찾아다닐 수 있게 됨으로써 동물은 무기 영양능력 소멸로 인한 불편함을 보상받을 수 있었다. 모든 일은 서로 연관이 되게 마련인데, 동물이 지니는 이러한 이동성은 동물이 암컷 또는 수컷이라는 단일성을 가진다는 특성과 밀접하게 관련을 맺고 있다. 생식 세포만이 독자적으로 다른 생식 세포를 찾아 이동하는 것이 아니라 그 생식 세포의 임자가 직접 움직이게 되자 교배의 가능성이 급증했으며, 따라서 새로운 부류도 등장하게 되었다. 실제로 동물의 종류는 식물의 종류에 비해 훨씬 다양하다. 비록 자주 언급되지는 않지만, 동물의 세계와 식물의 세계를 뚜렷하게 구분짓는 또 한 가지 특징이 있다. 최초의 동물이 물가로 빠져나와 대기를 호흡하며 육지에 둥지를 틀기 전까지, 지구는 침묵 속에 잠겨 있엇다. 들리는 소리라고는 화산이나 온천의 폭발음, 시냇물 흐르는 소리, 급류가 용트림하는 소리 등 물리적이고 내륙적인 소리가 고작이었다. 아니, 대기의 소리라고 하는 것이 더 정확하다. 당시의 소리는 바람의 숨결이 전부였다. 바다를 동요시키는 것도 바람이었고, 구름을 모아 천둥 번개를 동반한 소나기를 내리게 하는 것도 바람이었으며, 나무들끼리 부딪치게 만드는 것도 바람이었기 때문이다. 그런데 동물의 출현 이후로는 울음소리, 지저귐 소리 등, 이전과는 다른 종류의 소리들이 지구에 등장했다. 동물은 자기 내부 중심에 원초적인 생명 발생 환경을 간직(바닷물처럼 짠 림프액과 혈액)하고 있는 것과 마찬가지로, 바람까지도 자기 안에 지니고 있기 때문에, 그 바람을 소리를 집중적으로 관장하는 통로를 따라 몸 밖으로 내보낸다. 이렇게 해서 소리와 그에 따른 소란스러움이 태초의 침묵과 평화를 대체했다. … 이유야 어찌 되었든, 일단 동물의 출현으로 가닥을 잡게 되자, 이 변화의 과정은 거듭 새로워졌다. 초식동물에서 육식동물이 태어났으며, 육식동물은 자기를 만들어준 초식동물을 잡아먹었고, 이렇게 해서 초식동물보다 더욱 강력한 육식동물이 태어나게 되자 초식동물과 마찬가지로 그들 또한 초강력 육식동물들에게 잡아먹히는 신세를 면할 수 없었다. 이 사슬은 인간에게까지 이르는데, 인간이야말로 자기를 먹여 살리는 지구의 모든 생명을 파괴할 수 있는 유일한 포식자이다. "

ifrain님의 대화: 버제스 셰일이 있는 곳의 고도가 매우 높아서 더욱 놀랍고 영상으로 보니 실감이 나네요. 영상 초반부터 헬리콥터로 물자를 운반해주는 모습도 대단하고요. 셰일을 깨부수는 사람들이 학생인 것 같은데.. 캐주얼한 티셔츠를 입고 막노동꾼처럼 일을 하고 있는 모습이 사뭇 진지하네요. 셰일을 부술 때 판처럼 똑똑 떨어지는데 그 속에 화석들이 들어가 있으니 그림책을 하나씩 떼어내는 느낌입니다. ㅎㅎ 디지털 캠이 아니라 아날로그 방식의 캠코더로 촬영했을 것 같은데.. 그래서 그런지 화면 이미지도 따뜻하고 느낌이 좋네요. 아노말로칼리스의 모형을 만들어서 삼엽충 모형을 베어물게 했더니 W자로 잘리는 것도 책에서 본 내용인데 실제 영상으로 보니 더욱 놀라웠어요!

ifrain님의 대화: 영상이 굉장히 퀄리티가 높아서 놀랐습니다. 이번에 이런 저런 책을 빌려서 함께 읽었던 내용들을 파노라마처럼 모두 담아 놓은 영상이에요. 처음에 해파리처럼 생긴 동물인지 알았는데 아니었고.. 새우 모양인지 알았는데 아니었다는.. 아노말로카리스의 형태를 찾아가는 과정을 책에서만 읽다가 영상으로 보니 더 명확하게 보이고요. 그 과정에서 여러 과학자들이 퍼즐 맞추듯이 협력해나가는 모습도 인상적입니다. @밥심 님도 언급하셨듯이 척색을 가진 피카이아가 우리의 조상이었다는 것. 막연하게 물고기의 척추를 생각하며 인간의 조상이 물고기의 선조 쯤이었을 거라 생각했었는데.. 그 궁금증이 풀렸습니다. 영상 속에서 물 속을 유연하게 헤엄치는 피카이아의 모습이 꽤 자유로워 보여요.

ifrain님의 문장 수집: "천상에서 오는 생명의 에너지 요컨대 최초의 생명체는 식물이었으며, 이는 그럴 수밖에 없는 것이, 식물은 무기물에게서 영양을 섭취할 수 있지만, 동물은 전적으로 식물에 의존해서 살아야 하기 때문이다. 식물은 이산화탄소와 물처럼 어디에나 널려 있는 단순한 물질만 있으면 성장할 수 있는데, 이는 엽록소chlorophyll 덕분이다. 그리스어에서 녹색을 뜻하는 클로로스Chloros라는 어근에서도 드러나듯이, 이 녹색 색소는 때로 빨강이나 노랑 또는 파랑 등 다른 색소에 의해 가려지기도 하는데, 조류藻類에서 이러한 현상을 쉽게 찾을 수 있다. 이 색소는 세포의 세포질 속에 있는 엽록체라고 하는 달걀 모양의 세포 소기관에 붙어 있다. 낮 동안 빛을 받은 식물 세포가 물 또는 이산화탄소를 에워싼 다른 액체에서 유기 물질을 만들어내는 광합성 작용의 결과물은 단순하지만 그 과정은 매우 복잡하며, 아직도 상당 부분이 수수께끼 상태로 남아 있다. … 그러나 이처럼 화학 작용이 연속적으로 일어나려면 초기에 엄청난 양의 에너지가 필요하다. 광합성이라고 하는 엽록소의 기적은 바로 이 단계에서 일어난다. 이 용어는 그리스어에서 빛을 의미하는 포스phos 또는 포토스photos와, ‘합하다, 다르게 결합하다’는 뜻을 지닌 쉰테시스sunthesis가 결합된 용어이다. 광합성을 기적이라고 말하는 것은 오직 식물만이 태양 광선 그 자체를 에너지원으로 활용하는 놀라운 업적을 이룩할 수 있기 때문이다. 이는 바꿔 말하면, 태양만이 지구의 생명체를 가능하게 만든 유일하고 진정한 원동력이며, 이 사실은 이미 태곳적부터 숱한 신화나 종교에서 주장해온 바와 다르지 않다. 다시 말해서 생명의 에너지는 지상이 아닌 천상에서 온다는 말이다. 광합성 작용 덕택에 창조의 모든 기적이 이루어질 수 있다. 광합성 작용으로 말미암아 무기물을 유기물로, 무생물을 생물로, 비활성 물질을 생명체로 바꾸는 일이 가능하다. 그러므로 엽록소는 모든 생명체의 근원이다. "

향팔님의 문장 수집: "광합성이라는 요리에서 요리사는 엽록소다. 나무에 있는 엽록소 중 가장 흔한 종류는 '엽록소 a'와 '엽록소 b'다. 이 두 종류의 엽록소는 빨간색과 파랑-보라색 빛을 효과적으로 흡수한다. 태양은 가시광선 영역을 중심으로 양 끝의 자외선과 적외선 영역을 포함한 넓은 파장대의 빛을 지구로 내뿜는데, 이 빛을 받은 나뭇잎은 무지개의 끝에 해당하는 빨간색과 파랑-보라색 빛을 흡수해 광합성 재료로 쓰고, 나머지 빛은 내보낸다. 이때 방출되는 빛을 우리 뇌는 초록색으로 인지하기 때문에 나뭇잎이 초록색으로 보이는 것이다. 나뭇잎은 초록색이지만 사실 초록색 빛을 배척한다. 자신이 가장 싫어하는 빛으로 자신의 색이 결정된다니, 참 슬픈 일이다. 엽록소는 왜 초록색을 싫어할까?"